150ℓ/分の流量で水を加熱する時間の計算。@ 1100バー

水のコンテナの寸法は6.06m x 2.44mで、水深は1mで、14.786m ^ 3または14,786 waterの水に相当します。

システムは、1100 barで150ℓ/ minの水を循環させるポンプを備えた密閉システムです。水が20 * Cから30 * Cに温まるのにどれくらいかかりますか？

水深が2m（つまり29.572ℓ）に増加した場合、時間はどのように変化しますか。

Q：水を20 * Cから30 * Cに加熱するのに必要な時間を見つけるために、どのフォーミュラを使用する必要がありますか。また、この時間を計算するために必要な他の変数は何ですか？

すべてのポインターは高く評価されます。

thermodynamics

— 3kstc
ソース

1100 barまたは1.100 bar？

— ニコラスラウル

千百バー。

— 3kstc

1100気圧？スキューバタンク充填タイプの圧力を超える方法 1 bar = 14.5 psiしたがって、1100 bar =〜16,000 psiです。すなわち、まったく巨大で危険なもの。何をしているの？またはそれは間違いです。すなわち、アプリケーションは何ですか。

— ラッセルマクマホン

圧力？psi？...？

— ラッセルマクマホン

1100 bar が正しいことを確認できます。これは水爆圧です。

— 3kstc

これらの非常にシンプルな2つの式を使用すると、規模の範囲を簡単に設定できます。

与えられた加熱力で加熱する時間

T = V x 1000 cc / lx 4.17 x K / W秒またはT = 4170 VK / W

時間Tで加熱するために必要な電力

電力= W = = V x 1000 cc / lx 4.17 x K / TワットまたはW = 4170 VK / T

どこ

T =秒
V =リットル
K =度K（またはC）上昇
W =ワット加熱電力
4.17 =単位がJ / cc / Kになるように平均水密度が調整された20 C〜30 Cの範囲の水の比熱

これは損失によって増加します。
たとえば、絶縁されていない電気ケトルは85％〜95％効率ですポンピングエネルギーは部分的に加熱に追加されます。

重要な要因は、温度がK度（またはC度）上昇するごとに、ccあたりの水に蓄えられる熱量です。これがわかれば、他のすべてを計算できます。水熱特性の
多くの表よりも有用なものは、ここで価値のあるブックマークの「Engineering Toolbox」サイトで見つけることができます。選択したいくつかの温度で数個の数字を与えるのではなく、これは幅広い温度範囲で特性を与えるため、現在の問題のコンテキストで関連する特性に温度が大きな影響を与える場合に確立できます。

水の比熱は、20°Cから30°Cの温度範囲で1 Kあたり1グラムあたり平均約4.18ジュール、または1 Kあたり1 ccあたり4.17ジュールです。あなたの結果に。

水の密度はこの範囲全体で1 g / ccよりもわずかに小さいため、ccあたりとグラムあたりの数値はわずかに異なります。比熱は、グラムあたり約 4.18ジュール、度Kあたり4.17 J / ccです。通常の値は4.182 J / g / Kで、多くの場合、温度範囲を参照しません。

その他の有用な（および必要な）事実：

1ジュールは、1ワット/秒または
1 J = 1W / sの加熱によって提供されます。

1リットル= 1000 cc

1メートル^ 3 = 1000リットルおよび1リットル= 10 x 10 x 10 cmまたは100 x 100 x 100 mm

Total_energy = SH x cc x delta-C = SH xリットルx 1000 x delta-C

電力=エネルギー/秒= Total_energy /秒。

ここでは、水密度に影響する可能性があることを除いて、圧力はほとんど問題になりません。
水の圧縮率を調べて、これがどれほど重要かを確認してください。

2倍の水頭は体積に影響します（もちろん）が、圧力にはほとんど影響しません。

電源入力

Vリットルの体積エネルギー= V x 1000 cc / lx SG g / cc x SH x delta_T

V = 14,786（ユーザー図）
delta_T = 10 K（ユーザー図）
SG = 1（実際のフィギュアはSHにロールイン-テキストを参照）
SH = 4.17 J / cc / K（SGはこれに含まれます-テキストを参照）

エネルギー= 14,786 x 1000 x 1 x 4.17 x 10 = 616,576,000 JまたはWs

したがって、617,000を使用して1秒で加熱できます！kWヒーター。
これは難しいかもしれません。

または616,576 / 3600秒で1時間= 171,000ワットの熱（+損失）

または、家庭用給湯器で使用されている3kWエレメントを使用します。
（利用可能な最大サイズは通常3 kWです-特別な用途のために大きいです）。616576000/3000 =〜57時間！

加熱して「8時間1日」= 616.6 MJ /（8 x 3600）= 21.4 kW。

タンクの熱容量が大きい場合があります。タンクの断熱は重要です。
その他の損失が発生する可能性があります。
しかし、それはあなたにアイデアを与えます。

— ラッセル・マクマホン
ソース

これはもちろんのことではありません。作業中、私たちはテスト装置の設計を進めています。そして、私は理論的な値をやっています-だから、どんな助けも大歓迎です。

— 3kstc

ラッセルのおかげで、圧力が実際に1100ミリバールではなく1100バールであることを確認できます。

— 3kstc

明確で簡潔な説明に感謝します。心から感謝します。しかし、150L / minの流量も圧力も使用しませんでしたか？これらの値は何かに影響しますか？

— 3kstc

@ 3kstcアプリケーションを事前に知っていれば良かったでしょう。「ウォーターブラスト」はいくつかの手がかりを与えます。水は最小限に圧縮されます-私はそれを調べていませんが、冷却などによる損失と比較して大きな違いをもたらすとは思いません。流量は主にヒーターを通過する回数にのみ影響します。水に多数のパスがあり、かつ/または加熱後に混合が十分であれば、違いはほとんどありません。しかし、ポンプのエネルギーの割合は水を加熱します-どのくらいのTBDですが、開始するには50％で作業すると言います。

— ラッセルマクマホン